|
Расчётный режим
|
Допускаемые напряжения, даН/мм2
|
Температура Т, °С
|
Интенсивность нагрузки, даН/м
|
Удельная нагрузка, 
|
I
II
III
|
11,5
13,0
7,75
|
40
5
0
|
1,840
4,82
1,840
|
0,00372
0,00372
|
Длину критических пролётов вычисляем по формуле:
По этой формуле находим, принимая
0,9933
Полученное соотношение критических величин пролётов (
)
соответствует случаю № 2, пролеты 
и в этом случае фиктивные, физического
смысла не имеют и находятся на пересечении прямой III - III с продолжением кривых I - III и II - III (см.
рис.1) Для пролетов L расчет. < L
2 кр. исходным является режим I, а при L расчет. > L 2 крит. режим II, где L расчет. - длина пролета, по
которому ведется расчет (задана по условию).
Рисунок 1
1.5.1 Режим II. Горизонтальное
натяжение нити:
даН.
Величина наибольшего провисания:
Абсцисса, определяющая положение низшей точки:
Из решения видно, что низшая точка кривой провисания лежит
за пределами пролёта.
Стрела провисания
м
Конечная длина провода
Первоначальная длина провода
По выполненным расчётам строим кривую провисания провода
(рис.2).
Рис.2
1.5.2 Режим I
Для режима I используем уравнение
состояния провода
где индекс m означает исходный
режим, индекс n - исследуемый
режим.
В нашем случае имеем:
или
После упрощения получим:
откуда 
даН/мм2.
Дальнейший расчёт проводим аналогично расчёту режима II:
даН;
;
;
;
По полученным данным строим кривую провисания провода
аналогично режиму I (см. рисунок 3).
Рис.3
1.5.2 Режим III
Для режима III имеем:
или
После упрощения получим:
откуда 
даН/мм2.
даН;
;
;
;
По полученным данным строим кривую провисания провода
аналогично режиму III (см. рисунок 4).
Для расчётной схемы опоры ЛЭП необходимо:
определить интенсивность давления на ферму ветровой нагрузки
(район по ветру I);
определить усилия в элементах плоской фермы;
подобрать из условия устойчивости безопасные размеры
поперечного сечения отдельно для поясов и раскосов решётки в виде равнобокого
уголка;
При расчёте принять:
допускаемые напряжения при растяжении и сжатии для прокатных
профилей 
даН/см2 (210 МПа);
допускаемые напряжения для сварных швов, болтов, заклёпок на
срез 
даН/см2 (130 МПа); на
смятие 
даН/см2 (340 МПа);
сосредоточенный момент 
сосредоточенная сила Р = 1000 даН (0,01 МН);
параметр а = 2 м.
Определим величину расчётного скоростного напора:
даН/м2,
Где 
даН/м2 –
скоростной напор ветра (VI район)
n = 1,3 - коэффициент перегрузки для
высотных сооружений;
k =1 - поправочный коэффициент
изменения скоростного напора, зависящий от высоты и типа местности (см. п.1.1).
Коэффициент лобового сопротивления для пространственной
четырёхгранной фермы при направлении ветра на грань:
где
Сх = 1,4 - аэродинамический коэффициент для
плоской фермы;
m = 0,3 - коэффициент увеличения
давления ветра на подветренную грань, зависящий от типа решётки.
Площадь проекции опоры на плоскость, перпендикулярную
направлению ветра (рисунок 3):
,
где
м2 -
площадь проекции прямоугольной части;
м2 -
площадь проекции трапециевидной части;
-угол наклона
боковой стороны трапеции к ветру.
При этих значениях получим:
м2.
Вычисляем давление ветра на опору:
даН,
где
b = 1,5 -
коэффициент увеличения скоростного напора, учитывающий его динамичность и
пульсацию;
поправочный
коэффициент при действии ветра на ребро;
расчётная площадь
проекции конструкции по наружному обмеру на плоскость, перпендикулярную
направлению ветра; здесь 
коэффициент
заполнения плоской фермы.
Интенсивность ветровой нагрузки
даН/м.
Принимаем qw = 131 даН/м.
2.3.1 Определение узловой нагрузки
Интенсивность распределённой нагрузки разносим по узлам
фермы. Усилие, приходящееся на одну панель, определяем по формуле:
тогда
2.3.2 Вычисление реакций в опорах
Из условий равновесия:
Рис.5
Вычисление усилий в стержнях фермы
Для определения усилий в стержнях используем метод сечений и
способ вырезания узлов.
рис.7
сечение I - I (рис.7)
Условия равновесия:
рис.8
рис.9
2) сечение 2 - 2 (рис.9)
Условия равновесия:
рис.10
Рис.11
3) сечение 3 - 3 (рис.11)
Условия равновесия:
Рис.12
сечение 4 - 4 (рис.15)
Рис.13
Рис.14
рис.15
Сечение 5-5 (рис.18)
Рис.16
Условия равновесия:
Рис.17
Рис.18
Сечение 6-6 (рис. 20)
Условия равновесия:
Рис. 19
Рис. 20
Рис.21
сечение 7-7 (рис.24)
Рис.22
Рис.23
Условия равновесия:
По найденным значениям строим эпюры внутренних усилий в
стержнях фермы (рис.25).
Рис.24
рис.25
Наибольшее сжимающее усилие в поясе 
даН.
Безопасные размеры поперечного сечения равнобокого уголка
находим из условия прочности при растяжении:
Из условия устойчивости при сжатии имеем:
принимая j0
= 0,5 в первом приближении. Согласно ГОСТ 8509-57, по сортаменту выбираем
равнобокий уголок 100´100´10, для которого F
= 19,2 см2 и imin
= 1,96 см. Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно
закреплёнными по концам:
По справочной таблице для гибкости l = 103,6, используя линейную интерполяцию, находим:
По сортаменту окончательно выбираем равнобокий уголок 100´100´10,
для которого A = 19,2 см2 и imin = 1,98 см.
Аналогичным образом определяем необходимые размеры сечения
для стержней решётки.
Из условия устойчивости при сжатии имеем:
принимая j0
= 0,5 в первом приближении.
Согласно ГОСТ 8509-93, по сортаменту выбираем равнобокий
уголок 63´63´4, для которого F
= 4,96 см2 и imin
= 1,25 см.
Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно
закреплёнными по концам:
Гибкость очень велика, поэтому выбираем равнобокий уголок 80´80´7,
для которого F = 10,8 см2 и imin = 1,58 см.
Гибкость стержня
Окончательно принимаем для раскосов уголок 80´80´7.